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Singende Mäuse unterhalten sich wie wir

Singmaus
Braunmäuse der Scotinomys teguina führen ausgiebige Gesangsdialoge. (Bild: NYU School of Medicine)

Für ein normales Gespräch ist der schnelle Wechsel von Rede und Gegenrede typisch. Genau das jedoch ist einzigartig für uns Menschen – so dachte man bisher. Doch in den Nebelwäldern Mittelamerikas lebt ein Tier, das auf verblüffend ähnliche Weise kommuniziert: Die Männchen der Braunmaus Scotinomys teguina liefern sich mit ihren Rivalen Sing-Duelle, die mit ihren schnellen Wechseln dem menschlichen Dialog gleichen. Das Spannende daran: Im Gehirn dieser „Singmäuse“ haben Forscher einen Schaltkreis entdeckt, der auch bei uns eine Grundlage des Sprechens bildet. Das deutet auf eine überraschend alte Wurzel dieses neuronalen Sprachmotors hin.

Was uns ganz simpel und alltäglich erscheint, hat es neuronal gesehen in sich: Wenn wir uns unterhalten, muss unser Gehirn in gleich zweifacher Weise Schwerstarbeit leisten. Zum einen muss das Sprachzentrum das Gesagte verarbeiten und unsere Wörter und Sätze zusammenstellen. Zum anderen aber muss das Gehirn die von unserem Gegenüber stammenden Informationen auswerten und unsere Reaktion darauf steuern. Blitzschnell können wir dadurch beispielsweise einen schon angefangenen Satz stoppen und stattdessen einen erstaunten Ausruf tun. Diese Fähigkeit zur schnellen Anpassung der Lautäußerung gilt als wichtige Voraussetzung und Eigenheit der menschlichen Sprache. Denn während Vögel diese Wechsel ebenfalls beherrschen, ist dieser echte Dialog nur von wenigen anderen Säugetieren bekannt. Selbst Menschenaffen können ihre Rufe nur eingeschränkt verändern. Dem menschlichen Dialog am nächsten kommen unter Säugern bisher die Murmeltiere, doch diese vollführen ihre „Gespräche“ eher in Zeitlupe.

Mäuse im Gesangs-Dialog

Einen weiteren, unerwarteten Kandidaten für die Dialogfähigkeit haben Daniel Okobi von der New York University und seine Kollegen in Costa Rica aufgespürt. Schon länger ist bekannt, dass die in dortigen Nebelwäldern vorkommenden Braunmäuse der Art Scotinomys teguina ausgiebige Gesänge von sich geben. Die Männchen liefern sich dabei Sing-Duelle mit hunderten von Noten. Das Spannende daran: Die Mäuse wechseln sich beim Singen in schneller Folge ab und reagieren innerhalb von Millisekunden auf die Töne ihres Rivalen. „Das ähnelt sehr dem Timing der wechselnden Lautäußerungen in der menschlichen Konversation“, sagen die Forscher. Für sie stellte sich damit die Frage, welche neuronalen Prozesse hinter dem Sing-Dialog der Mäuse stecken – besitzen sie möglicherweise sogar ähnliche Schaltkreise wie wir?

Um das zu klären, untersuchten die Wissenschaftler das Singverhalten und das Gehirn der Braunmäuse durch Laborversuche. Erste Analysen der „Gesprächsstruktur“ der Singmäuse bestätigten, dass diese Tiere bei ihrem Gesang tatsächlich aufeinander eingehen: Sie beginnen jeweils dann zu singen, wenn ihr Gegenüber fertig ist, unterbrechen sich aber manchmal auch gegenseitig. Wie bei uns Menschen erfordert dieses Gespräch eine komplexe Koordination der Atmung und unzähliger an der Lauterzeugung beteiligter Muskelgruppen. Mithilfe der Mikrostimulation untersuchten die Wissenschaftler als nächstes, welche Hirnareale an diesem Gesangsdialog beteiligt sind.

Dialogkontrolle im Motorcortex

Zu ihrer Überraschung stellten Okobi und sein Team fest, dass die Mäuse in der motorischen Hirnrinde einen Hotspot der Aktivität aufweisen, der einem Teil unseres menschlichen Sprachsystems funktional ähnlich ist. Wie bei uns steuert dieser sogenannte orofaziale Motorcortex die schnellen muskulären Reaktionen, die für die Sprechwechsel in Dialogen wichtig sind. Beim Singen der Mäuse werden die einzelnen Töne zwar wie bei vielen anderen Säugetieren von tieferen Hirnarealen kontrolliert. Das Tempo und das Stopp-and-Go des Dialogs aber wird von diesem Zentrum in der Hirnrinde übernommen. „Frühere Studien führten zu der Annahme, dass der motorische Cortex bei den meisten Säugetiere nicht an der Kommunikation beteiligt ist“, sagen die Forscher. Stattdessen seien nur tieferliegende Hirnbereiche bei den Lautäußerungen aktiv. „Unsere Arbeit demonstriert nur erstmals direkt, dass der Motorcortex nicht nur bei uns Menschen, sondern auch bei diesen Mäusen gebraucht wird, um vokal zu interagieren“, sagt Okobis Kollege Michael Long.

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Die Singmäuse Mittelamerikas sind damit die bisher einzigen bekannten Säugetiere, die ihre Lautäußerungen wie wir Menschen über einen solchen zusätzlichen Schaltkreis steuern. „Dadurch, dass die Lautproduktion und die Kontrolle über den Dialog getrennt sind, hat die Evolution diesen Mäusen eine ähnlich präzise Kontrolle über ihre Vokalisationen verliehen, wie wir sie von Grillen, Vögeln und dem Menschen kennen“, sagt Co-Autor Arkarup Banerjee von der New York University. Das Spannende daran: Dieser Befund legt nahe, dass diese Form der Sprachkontrolle sich bei den Säugetieren deutlich früher entwickelt hat als bisher angenommen. Wahrscheinlich entstand diese Fähigkeit schon vor rund 90 Millionen Jahren beim letzten gemeinsamen Vorfahren von Nagetieren und Primaten.

Quelle: Daniel Okobi (New York University, New York) et al., Science, doi: 10.1126/science.aau9480

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